(57)【要約】  機関が始動される際に、クランクシャフトに駆動連結された第１回転体とカムシャフトに駆動連結された第２回転体との相対回転位相が中間ロック位相でなければ、該相対回転位相が前記中間ロック位相であるときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる。遅らせる時間としては、例えば、機関の始動中のバルブタイミング機構の作動油温や、機関の前回停止時の同油温に応じて決定する。その結果、内燃機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に機関の始動を完了することができる。
2011052028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く位相であって、前記相対回転位相が該位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であるような中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
前記相対回転位相を検出する相対回転位相検出部であって、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含み、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する前記相対回転位相検出部と、
前記内燃機関の始動中には前記相対回転位相が前記中間ロック位相となるように、前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する位相変更部と、を含み、
前記内燃機関の始動中に、前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせる内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の始動中に、前記相対回転位相が前記中間ロック位相でなければ、前記相対回転位相が前記中間ロック位相であるときに比べて、前期燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動中に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される請求項４〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜３及び９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、内燃機関の吸気通路や燃焼室内には燃料噴射装置（以下、インジェクタという）及び点火プラグが設けられている。
また、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とすることで、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変装置が実用化されている。このバルブタイミング可変装置には、クランクシャフトに駆動連結された第１回転体とカムシャフトに駆動連結された第２回転体とを有するバルブタイミング可変機構が備えられている。そして、油圧などによって第１回転体と第２回転体とが相対回転されることにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで、バルブタイミングが変更されるようになっている。【０００３】
また、上記相対回転位相の変更可能範囲である最遅角位相と最進角位相との間の範囲であって、同範囲の両端を除く位相（以下、中間ロック位相という）にバルブタイミングを固定する「中間ロック機構」を備えたバルブタイミング可変装置も知られている。【０００４】
特許文献１には、機関の始動中には、バルブタイミング可変機構をその相対回転位相が中間ロック位相であるように制御することが開示されている。機関の始動中において、相対回転位相が中間ロック位相でない場合は、同位相が中間ロック位相となるようにバルブタイミング可変機構が制御される。【０００５】
このとき、同位相が中間ロック位相に変更されるまでの間に燃料噴射が行われても、同燃料に着火されないことがある。そして、点火プラグに同燃料が付着することにより、点火プラグの点火性能が低下し、機関の始動性が悪化する虞がある。【０００６】
そこで、特許文献１では、バルブタイミング可変機構の相対回転位相が中間ロック位相となったことが判定されるまで、燃料噴射が開始されないように制御される。なお、同判定は、バルブタイミングが中間ロック位相に固定されているか否かを監視することによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−４１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のようなバルブタイミングの監視は、クランクポジションセンサによって検出されるクランク角と、カムポジションセンサによって検出されるカム角とから、バルブタイミング可変機構の現在の相対回転位相を算出することによって行われる。【０００９】
上記のようなクランクポジションセンサやカムポジションセンサとしては、例えば電磁ピックアップ式のセンサが用いられる。
電磁ピックアップ式センサを用いたクランク角検出方法の例としては、クランクシャフトに連結されるタイミングロータの円周上に凸上の歯部を設け、回転するタイミングロータの同歯部を検出する方法がある。【００１０】
そして、クランクポジションセンサ及びカムポジションセンサの検出精度は、クランクシャフト及びカムシャフトの回転速度が所定値以上でなければ正常に保たれない。すなわち、クランクポジションセンサやカムポジションセンサによるクランク角及びカム角の検出は、クランクシャフトやカムシャフトの回転速度が所定値以上でなければ正常に行われない。【００１１】
ここで、内燃機関の始動中、例えばクランキング中は、クランクシャフト及びカムシャフトの回転速度は低い。そのため、内燃機関の始動中においては、クランクポジションセンサ及びカムポジションセンサによっては、バルブタイミング可変機構の相対回転位相を検出できない虞がある。したがって、機関の始動中において、同相対回転位相を中間ロック位相に変更するとき、同位相が中間ロック位相に変更されたか否かを検出することができない虞がある。その結果、燃料噴射の開始時期が、同位相が中間ロック位相に変更されたことを判定するまで遅らせるように制御される場合、同判定が正常に行われないため、燃料噴射が正常に開始されず、機関の始動性が悪化する虞がある。【００１２】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関の始動中にバルブタイミングが中間ロック位相にないときに、機関の始動性を確保することのできる、内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の制御装置が提供される。前記内燃機関は、前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、クランクシャフトと、前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備える。該バルブタイミング可変装置は、バルブタイミング可変機構と、中間ロック機構と、相対回転位相検出部と、位相変更部と、を含む。前記バルブタイミング可変機構は、前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とする。前記中間ロック機構は、前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く位相であって、前記相対回転位相が該位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であるような中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する。前記相対回転位相検出部は、前記相対回転位相を検出する。前記相対回転位相検出部は、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含む。前記相対回転位相検出部は、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する。前記位相変更部は、前記内燃機関の始動中には前記相対回転位相が前記中間ロック位相となるように、前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する。前記内燃機関の制御装置は、前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせる。【００１４】
上記構成によれば、機関の始動中に、燃料噴射装置は燃料噴射が開始される時期が遅れるように制御される。
そのため、機関の始動中、位相変更部によって相対回転位相が中間ロック位相に変更される場合に、例えばクランキングが開始されてから当該変更が終了するまでの間に噴射される燃料量が、クランキング開始時から噴射される場合の燃料量に比べて減少される。その結果、相対回転位相が機関始動可能である中間ロック位相に変更されるまでの間に噴射された燃料によって、点火プラグが濡らされ、点火プラグの点火性能が低下する虞が抑制される。それにより、機関の始動性が確保される。【００１５】
本発明の一態様では、前記内燃機関の始動中に、前記相対回転位相が前記中間ロック位相でなければ、前記相対回転位相が前記中間ロック位相であるときに比べて、前期燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせる。【００１６】
上記構成によれば、機関の始動中に、第１回転体と第２回転体との相対回転位相、すなわちバルブタイミング可変機構の相対回転位相が、中間ロック位相でなければ、中間ロック位相であるときに比べて、燃料噴射装置は燃料噴射が開始される時期が遅れるように制御される。【００１７】
そのため、機関の始動中に位相変更部によって相対回転位相が中間ロック位相に変更されるまでの間に噴射される燃料量が、燃料噴射開始時期を遅らせない場合に比べて減少される。その結果、相対回転位相が機関始動可能である中間ロック位相に変更されるまでの間に噴射された燃料に点火プラグが濡らされることによる、点火プラグの点火性能の虞が抑制される。それにより、機関の始動性が確保される。【００１８】
本発明の一態様では、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動中に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する。【００１９】
相対回転位相検出部によって相対回転を検出するためには、クランクシャフト及びカムシャフトがそれぞれ所定の回転速度以上である必要がある。ここで、機関の始動中、例えばクランキング中などは、同回転速度が低いために、前記相対回転位相を検出できない場合がある。【００２０】
上記構成によれば、前回運転中、例えば前回停止のさいにおけるバルブタイミング可変機構の相対回転位相によって、今回始動中におけるバルブタイミング可変機構の相対回転位相が中間ロック位相にないことが判定される。したがって、機関の今回始動中に、前記相対回転位相が中間ロック位相でなければ、中間ロック位相である場合に比べて燃料噴射装置による燃料噴射を遅らせることができ、機関の始動性が確保される。【００２１】
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記燃料噴射開始時期を遅らせる。
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる。【００２２】
油圧制御によるバルブタイミング可変機構の場合、その内部には作動油が存在する。そしてこの作動油は、位相変更部による第１回転体と第２回転体との相対回転の抵抗となる。そのため、機関の始動中にバルブタイミングが中間ロック位相まで変更されるのに要する時間は、バルブタイミング可変機構内部に存在する作動油の状態によって変化する。具体的には、作動油の粘度及び量によって変化する。【００２３】
作動油の粘度は、作動油温と相関を有するところ、位相変更部によって第１回転体と第２回転体とが中間ロック位相に向けて位相変更されるとき、この位相変更に要する時間は作動油温に応じて変化する。そこで、燃料噴射開始時期を機関の始動中の作動油温に応じて遅らせることによって燃料噴射開始までの時間を短くし、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００２４】
また、一般的に作動油は、油温が低いときには高いときに比べて粘度が高くなる。そのため、作動油温が低いときには、作動油温が高いときに比べて、位相変更部によって第１回転体と第２回転体との相対回転位相が中間ロック位相に変更されるのに要する時間は長くなる。したがって、作動油温が低いときには、作動油温が高いときに比べて燃料噴射開始時期を遅らせることによって、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００２５】
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記燃料噴射開始時期を遅らせる。
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる。【００２６】
バルブタイミング可変機構内部に残存する作動油の量が、位相変更部による第１回転体と第２回転体との相対回転の抵抗となることは上述の通りである。ここで、機関の運転中にバルブタイミング可変機構内部に残存する作動油は、機関の停止後外部に流出して減少する。このときの作動油の流出量は、一般的に作動油の粘度が高いときには少なく、作動油の粘度が低いときには多い。すなわち、機関の始動中にバルブタイミング可変機構内部に残存する作動油の量は、前回機関運転中の作動油の粘度に応じて変化する。【００２７】
したがって、上述のように作動油の粘度は作動油温と相関を有しているところ、燃料噴射開始時期を機関の前回運転中の作動油温に応じて遅らせることによって燃料噴射開始までの時間を短くし、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００２８】
また、一般的に作動油は、油温が低いときには高いときに比べて粘度が高くなる。そのため、前回停止時の作動油温が低いときには、高いときに比べて、次回始動中にバルブタイミング可変機構内部に残存する作動油の量が多いので、位相変更部による位相変更にかかる時間が長くなる。したがって、作動油温が低いときには、作動油温が高いときに比べて燃料噴射開始時期を遅らせることによって、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００２９】
本発明の一態様では、前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される。
作動油温は、例えば冷却水温センサや吸気温センサ等に基づいて算出することができる。したがって、上記構成によって、油温センサ等の部品を新たに設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。【００３０】
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記燃料噴射開始時期を遅らせる。
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる。【００３１】
一般に、冷却水温度は作動油温と相関を有する。また、作動油温と、同作動油の粘度とは相関を有し、同粘度によって、バルブタイミング可変機構が中間ロック位相まで位相変更されるのに要する時間が変化するのは上述のとおりである。そこで、冷却水温度に応じて燃料噴射開始時期を遅らせることによって燃料噴射開始までの時間を短くし、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００３２】
また、一般的に、冷却水温度が高いときには、低いときに比べて、作動油温も高くなる。そこで、内燃機関の始動中における冷却水温度が低いときには、前記冷却水温度が高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせることによって、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。【００３３】
本発明の一態様では、前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせる。【００３４】
位相変更部によって第１回転体と第２回転体との相対回転位相を中間ロック位相まで変更するにあたって、始動中の同位相と中間ロック位相との距離が遠いときには、近いときよりも位相の変更には時間がかかる。そこで、上記構成により、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関の始動を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御装置を備えた内燃機関の全体構成を示す図。
【図２】図１のバルブタイミング可変機構を示す図。
【図３】図２のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面図であって、（ａ）はベーンロータの相対回転位相が最遅角位相にあるときの断面図、（ｂ）はベーンロータの相対回転位相が中間ロック位相近傍にあるときの断面図、（ｃ）はベーンロータの相対回転位相が中間ロック位相にあるときの断面図。
【図４】第１実施形態に係る、燃料噴射開始時期制御手順を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に係る、機関の始動中の作動油温と、燃料噴射開始時期のディレイ時間との関係を示す図。
【図６】第１実施形態に係る、機関の始動中のタイムチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る、燃料噴射開始時期制御手順を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に係る、機関の前回運転中の作動油温と燃料噴射開始時期のディレイ時間との関係を示す図。
【図９】第２実施形態に係る、機関の前回運転中の相対回転位相と燃料噴射開始時期のディレイ時間補正値との関係を示す図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る、燃料噴射開始時期制御手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る、機関の始動中の冷却水温と燃料噴射開始時期のディレイ時間との関係を示す図。
【図１２】変形例に係る、燃料噴射開始時期のディレイ時間と、機関の始動中の作動油温及び機関の前回運転中の作動油温との関係を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態について説明する。
【００３７】
図１に示されるように、内燃機関１のシリンダヘッド１３に設けられた吸気通路には、同吸気通路に向けて燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。また、インジェクタ１７には電子制御装置７１が接続されている。このインジェクタ１７は、燃料噴射装置として機能する。
【００３８】
電子制御装置７１にはクランクポジションセンサ７２、カムポジションセンサ７３、吸気温センサ７４、冷却水温センサ７５において検出された各種情報が入力される。そして、電子制御装置７１は、これらの情報を基にインジェクタ１７に対し適切な燃料噴射量に係る指令を出力する。同電子制御装置７１は内燃機関の制御装置として機能する。
【００３９】
シリンダヘッド１３に備えられた吸気カムシャフト２２には、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構３０が設けられている。バルブタイミング可変機構３０を駆動する油圧機構５０には作動油制御弁５２（以下、「ＯＣＶ」）が備えられており、ＯＣＶ５２には電子制御装置７１が接続されている。
【００４０】
機関運転中のバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相、すなわちバルブタイミングは、クランクポジションセンサ７２及びカムポジションセンサ７３において検出されたクランク角及び吸気カム角が電子制御装置７１に入力され処理されることによって算出される。これらのクランクポジションセンサ７２、カムポジションセンサ７３、電子制御装置７１は、上記相対回転位相検出部として機能する。
【００４１】
なお、クランクポジションセンサ７２は電磁ピックアップ式センサである。以下、その機能を説明する。クランクシャフト１６に連結される図示しないタイミングロータの円周上には、凸上の歯部が設けられている。クランクポジションセンサ７２は、タイミングロータと同平面上に設けられ、同ロータの中心方向に向けられている。ここで、同ロータの回転によって、同クランクポジションセンサ７２と同ロータとの距離が、同ロータの円周上に設けられた歯部によって変化する。この変化によってクランクポジションセンサ７２に設けられたコイル部に生じる起電力を監視することによって、クランクポジションセンサ７２はクランクシャフト１６の回転を検知する。また、同ロータに設けられた歯部は、全円周に渡って均等に設けられているわけではない。この非均等部を監視することによって、クランクシャフト１６の回転角が検出される。なお、カムポジションセンサ７３の機能も同様である。
【００４２】
ここで、クランクポジションセンサ７２によるクランク角の検出は、クランクシャフト１６の回転速度が所定値以上のときに可能となる。同様に、カムポジションセンサ７３による吸気カム角の検出は、吸気カムシャフト２２の回転速度が所定値以上のときに可能となる。これら所定値は、クランクポジションセンサ７２及びカムポジションセンサ７３の検出精度により決定される。
【００４３】
そして、例えば機関の運転中に、上記相対回転位相検出部によって検出された現状のバルブタイミングと、目標バルブタイミングとが異なる場合、電子制御装置７１から出力される指令に基づいてＯＣＶ５２の状態が変更される。同変更により、バルブタイミング可変機構３０に対する作動油の給排出が制御される結果、吸気バルブ２１のバルブタイミングが、目標バルブタイミングに変更される。
【００４４】
次に、図２及び図３を参照して、バルブタイミング可変装置について詳述する。図２には、ハウジング本体３２から、図３（ａ）に示されるカバー３４を取り外した状態でのバルブタイミング可変機構３０の平面構造が示されている。また図２において、矢印ＲＡはカムシャフト２２及びスプロケット３３の回転方向（以下、「回転方向ＲＡ」）を示す。
【００４５】
図２に示されるように、バルブタイミング可変機構３０は、クランクシャフト１６に同期して回転するハウジングロータ３１と、ボルト４５によって吸気カムシャフト２２の端部に固定されることにより同シャフトに同期して回転するベーンロータ３５とを含む。
【００４６】
ハウジングロータ３１は、タイミングチェーン（図示略）を介してクランクシャフト１６と連結されることにより同シャフトに同期して回転するスプロケット３３と、このスプロケット３３の内側に組みつけられてこれと一体をなす態様で回転するハウジング本体３２と、この本体３２に取り付けられるカバー３４とを含む。
【００４７】
ベーンロータ３５は、ハウジング本体３２内の空間に配置され、同本体３２とカバー３４とにより形成される空間に収容される。ハウジング本体３２には、径方向においてベーンロータ３５に向けて突出する３つの区画壁３１Ａが設けられている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２に向けて突出し、区画壁３１Ａの間にある３つのベーン収容室３７をそれぞれ進角室３８及び遅角室３９に区画する３つのベーン３６が設けられている。
【００４８】
進角室３８は、１つのベーン収容室３７内においてベーン３６よりも吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡの後方側に位置するものであり、油圧機構５０によるバルブタイミング可変機構３０についての作動油の給排状態に応じて容積が変化する。一方、遅角室３９は、吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡの前方側に位置し、同様に作動油の給排状態に応じて容積が変化する。
【００４９】
具体的には、作動油が、ボルト４５の周囲に設けられた油路から、進角油路６４を通り進角室３８に供給されることによって、進角室３８の容積は拡大する。それにより、ベーンロータ３５は進角側に回転される。一方、作動油が、ボルト４５の周囲に設けられた油路から、遅角油路６５を通り遅角室３９に供給されることによって、遅角室３９の容積が拡大する。それにより、ベーンロータ３５は遅角側に回転される。また、これら進角油路６４及び遅角油路６５から、進角室３８及び遅角室３９内の作動油は排出されることもできる。このように、進角油路６４及び遅角油路６５を通じた作動油の供給又は排出の切換えは、ＯＣＶ５２によっておこなわれる。すなわち、進角油路６４又は遅角油路６５に供給油路６２が接続されることによって、これら油路６４又は６５に作動油が供給される。また、進角油路６４又は遅角油路６５に排出油路６３が接続されることによって、これら油路６４又は６５から作動油が排出される。
【００５０】
バルブタイミング可変機構３０は、上記の構成に基づいてハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の相対的な回転位相を変更することにより、バルブタイミングを変更する。
【００５１】
なお、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して制御上の限界まで進角側に回転したとき、すなわちベーンロータ３５の回転位相が最も回転方向ＲＡの前方側の位相（以下、「最進角位相」）にあるとき、バルブタイミングは最も進角側のタイミングに設定される。逆に、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して制御上の限界まで遅角側に回転したとき、すなわちベーンロータ３５の回転位相が最も回転方向ＲＡの後方側の位相（以下、「最遅角位相」）にあるとき、バルブタイミングは最も遅角側のタイミングに設定される。
【００５２】
バルブタイミング可変装置には、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との相対回転を、最遅角位相と最進角位相との間であって両端を除く中間ロック位相に係止して、バルブタイミングを固定する「中間ロック機構」が設けられている。同中間ロック位相としては、例えば、機関の始動が可能であるようなバルブタイミングに対応する位相が設定される。
【００５３】
中間ロック機構は、油圧機構５０からの作動油の供給に基づいて動作し、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の相対回転位相が中間ロック位相にあるときであって、中間ロック要求があるときに、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とを互いに係止してバルブタイミングを中間ロック位相に固定する。
【００５４】
具体的には、中間ロック機構は、図３（ａ）に示されるように、ベーン３６に設けられて同ベーン３６に対して移動するロックピン４２と、同じくベーン３６に設けられてピン油路６６から作動油が給排されるロックピン収容室４０と、また同じくベーン３６に設けられてロックピン４２を一方向に押す付勢ばね４４と、ハウジングロータ３１に設けられたロック穴４１とを含む。
【００５５】
ロックピン４２は、ロックピン収容室４０の作動油の力と付勢ばね４４の力との関係に基づいて、ベーン３６から突出する方向（以下、突出方向）とベーン３６に引込む方向（以下、収容方向）との間で動作する。ロックピン収容室４０の油圧は、ロックピン４２に対して収容方向に作用する。付勢ばね４４の力は、ロックピン４２に対して突出方向に作用する。そして、ロックピン４２がロック穴４１に突出され、同穴４１に係合したときに、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とは中間ロック位相にて互いに係止される。
【００５６】
中間ロック要求があるときとしては、例えば機関の運転状態がアイドル状態であるときがある。通常、機関がアイドル状態になった後に機関の運転は停止される。そこで、機関がアイドル状態であるときにバルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相に係止されることによって、次回機関始動中にバルブタイミングが中間ロック位相に固定された状態となっているようにできる。
【００５７】
一方、エンジンストール等によって機関がアイドル状態を経ずに停止された場合、バルブタイミングが中間ロック位相にない状態で機関が停止される可能性がある。このとき、次回機関が始動されるさいには、バルブタイミングが中間ロック位相となるように位相変更される必要がある。そこで、本実施形態におけるバルブタイミング可変装置は、位相変更部としてのラチェット溝４３を含む。
【００５８】
図３（ａ）には、バルブタイミング可変機構３０が最遅角位相にあるときに機関が停止された状態が示されている。機関が始動されると、クランキングにより、吸気カムシャフト２２には進角側及び遅角側へ交互にトルクが発生する（以下、「交番トルク」）。このとき、同交番トルクにより、ベーンロータ３５はハウジングロータ３１に対して進角側及び遅角側に揺動される。すると、ベーン３６からハウジングロータ３１に付勢されたロックピン４２は、ベーンロータ３５が進角側に揺れたときに、ラチェット溝４３にいったん入るようになる。このときの状態を図３（ｂ）に示す。
【００５９】
そして、この状態で再度交番トルクが作用すると、ベーンロータ３５はラチェット溝４３とロックピン４２との噛み合いにより遅角方向への回転が制限されているため、進角側にのみさらに回転されて、最終的にはロックピン４２がロック穴４１に突出される。このときの状態を図３（ｃ）に示す。
【００６０】
このようにして本実施形態のバルブタイミング可変装置３０では、前回機関停止時にバルブタイミングが中間ロック位相に固定されなかった場合でも、次回の機関始動中にバルブタイミングが中間ロック位相に固定されるようになっている。
【００６１】
ここで、機関の始動中に上述のようにバルブタイミング可変装置３０を中間ロック位相に位相変更する場合、同装置３０が中間ロック位相に位相変更されるまでの間は機関を始動することができない虞がある。例えば、バルブタイミングが遅角側に位置するため、混合気を十分に圧縮することができず、同混合気が着火されないため、機関が始動されない場合がある。このようなとき、インジェクタ１７から燃料が噴射されると、同燃料によって点火プラグ１８が濡らされ、同プラグ１８の点火性能が劣化し、結果としてバルブタイミングが中間ロック位相に対応するタイミングに変更されたとしても混合気に着火されずに機関の始動が不可能となる。そこで、本実施形態においては、バルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相にない状態で機関が始動されるさいには、インジェクタ１７は、燃料噴射の開始時期が遅れるように制御される。同制御の処理手順を図４に示している。
【００６２】
本処理は、機関の始動指令が生じたときに行われる。本処理が開始されるとまず、電子制御装置７１は、機関の前回運転中に、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相であったか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【００６３】
ここで、今回始動中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相であるか否かではなく、前回運転中の同相対回転位相が中間ロック位相であったか否かが判定されるのは、以下の理由による。
【００６４】
すなわち、同相対回転位相を検出する相対回転位相検出部は、上述のように、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２２の回転速度が所定値以上でなければ、同相対回転位相を検出することができない。ここで、機関の始動中、例えばクランキング時は、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２２の回転速度が低いため、相対回転位相検出部によって、上記相対回転位相を検出できない場合がある。そこで、本実施形態においては、電子制御装置７１は、前回運転中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が、中間ロック位相であったか否かを判定する。
【００６５】
具体的には、機関運転中に継続的に検出されるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が電子制御装置７１に記憶される。そして、同相対回転位相のうち、前回機関運転中において最後に記憶された相対回転位相が、次回の機関始動のときまで保存される。ステップＳ１１０においては、この相対回転位相が中間ロック位相であるか否かが判定される。
【００６６】
さて、ステップＳ１１０において、機関の前回停止のさいに、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でないと判定された場合、電子制御装置７１は、現在の同相対回転位相は中間ロック位相でないと推定する。そのため、機関の始動性を確保するためにバルブタイミング可変機構３０は中間ロック位相に位相変更される必要がある。このとき、同位相変更中の期間にインジェクタから燃料が噴射されても、同燃料と吸気とからなる混合気に着火されない場合がある。その結果、同燃料によって点火プラグが濡らされることによって、機関の始動が不能となる虞がある。したがって、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相に変更されるときには、変更されない場合に比べて、燃料噴射開始時期が遅れるように制御される必要がある。
【００６７】
ステップＳ１２０では、冷却水温センサ７５及び外気温センサ７６で検出された冷却水温ＴＨＷ及び外気温ＴＯが電子制御装置７１に入力され、電子制御装置７１はバルブタイミング可変機構３０の現在の作動油温Ｔ１を推定する。
【００６８】
ついで、ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で推定された作動油温Ｔ１に基づいて、電子制御装置７１は、燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ１を決定する。同ディレイ時間Ｄ１に基づき、電子制御装置７１は、ステップＳ１４０において燃料噴射開始時期のディレイ処理を実行する。
【００６９】
図５には、現在の作動油温Ｔ１と燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ１との関係が示されている。図５のように、燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ１は、作動油温Ｔ１が低いときには長くなるように設定されている。
【００７０】
バルブタイミング可変機構３０の内部には、前回機関運転中に同機構３０を動作していた作動油が残存している。この作動油は、機関の始動中に同機構３０が中間ロック位相に位相変更されるときには抵抗となる。そして、作動油温が低いときには、同作動油の粘度は高くなり、同抵抗は大きくなる。したがって、作動油温が低いときには、バルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相まで位相変更されるのに要する時間は長くなる。
【００７１】
そこで、本実施形態のように、燃料噴射開始時期が、作動油温Ｔ１が低いときには、高いときに比べて遅くなるよう制御されることによって、噴射された燃料による点火プラグの濡れが抑制されるとともに、できるだけ早期に機関が始動されることができる。
【００７２】
図６は本実施形態のタイミングチャートを示す図である。図６に示されるように、機関の始動中にはクランキングが開始される。ここで、クランキングの開始時にバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が最遅角位相であった場合、同位相から中間ロック位相に向けて、同機構３０は進角側へ位相変更される。なお、このときの位相変更は、クランキング中に吸気カムシャフト２２が交番トルクによって揺動されること、及びラチェット溝４３によって同揺動のうち遅角側への位相変更が制限されることによってなされる。そして、上記動作によってバルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相まで進角するのに要する時間よりも遅い時期であって、かつ、できるだけ早期であるようなディレイ時間Ｄ１が、図５に示されたマップから推定される。このディレイ時間Ｄ１の分、燃料噴射開始時期がディレイされることによって、機関は始動性が確保されつつできるだけ早期に始動が完了するように制御される。
【００７３】
以上説明したように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下の利点を得ることができる。
（１）機関の始動中にバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相にないと判定されれば、インジェクタは、燃料噴射開始時期が遅れるように制御される。これにより、相対回転位相が中間ロック位相に変更されるまでの間に噴射される燃料量が、燃料噴射開始時期を遅らせない場合に比べて減少される。その結果、相対回転位相が中間ロック位相に変更されるまでの間に噴射された燃料によって、点火プラグが濡らされ点火プラグの点火性能が低下することで、機関が始動されなくなるといった虞が抑制される。
【００７４】
（２）バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相検出部は、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２２の回転速度が所定値以上でなければ、同機構３０の相対回転位相を検出することができない。そのため、機関の始動中にはそれら回転速度が低く、機関の始動中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が検出されない可能性がある。そこで、本実施形態では、電子制御装置７１は、前回の機関運転中における同相対回転位相を記憶し、今回の機関始動中に、記憶された同相対回転位相を読み込むことによって、現在の相対回転位相が中間ロック位相であるか否かを判定する。
【００７５】
（３）バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相検出部は、クランクシャフト１６及び吸気カムシャフト２２の回転速度が所定値以上でなければ、同機構３０の相対回転位相を検出することができない。そのため、機関の始動中にはそれら回転速度が低く、機関の始動中にバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相を中間ロック位相まで位相変更するとき、電子制御装置７１は、同相対回転位相が中間ロック位相に位相変更されたか否かを判定することができない場合がある。そこで、本実施形態では作動油の油温に応じて、燃料噴射開始時期を遅らせるようにしている。これにより、同相対回転位相が中間ロック位相に位相変更されたか否かを判定することができない場合であっても、上記位相変更部によってバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相に位相変更される前に、燃料噴射が開始されることが抑制される。
【００７６】
（４）燃料噴射開始時期は、作動油温が低いときには、作動油温が高いときに比べて、遅らせるようにしている。作動油は、油温が低いときには、高いときに比べて、一般的に粘度が低く、その結果、位相変更部による位相変更に時間を要する。そのため、上記制御により、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関を始動することができる。
【００７７】
（５）作動油の油温は、機関の冷却水温及び外気温から推定される。これにより、油温センサ等の、油温を検出するための部材を新たに設ける必要がなく、部品点数の増加が抑制される。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について、先に説明した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７８】
第１実施形態では、燃料噴射開始時期を、始動中の作動油温に応じて遅らせるように構成されていた。本実施形態では、燃料噴射開始時期を、機関の前回運転中における、作動油温とバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相とに応じて遅らせるように構成されており、以下の点が異なっている。
【００７９】
まず、前記第１実施形態では、先の図４に示したように、ステップＳ１２０で現在の作動油温を推定した後、同作動油温に基づいてステップＳ１３０で燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ１を決定するようにしていた。これに対して第２実施形態では、図７に示すように、ステップＳ２２０〜ステップＳ２６０において、前回機関運転中、特に最後に検出された作動油温及びバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相から、ディレイ時間Ｄ３を決定するようにしている。
【００８０】
ステップＳ２２０では、電子制御装置７１は、機関の前回運転中において最後に検出された作動油温Ｔ２を読み込む。そして、ステップＳ２３０では、電子制御装置７１は、作動油温Ｔ２に基づいて、燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ２を決定する。図８には、前回機関運転中の作動油温Ｔ２と燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ２との関係が示されている。同図８のように、燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ２は、作動油温Ｔ２が低いときには、高いときに比べて長くなるように設定されている。
【００８１】
前述の通り、バルブタイミング可変機構３０の内部に残存している作動油は、機関の始動中に同機構３０が中間ロック位相に位相変更されるときには抵抗となる。また、残存している作動油が多いときには、同作動油による抵抗の力は強くなる。
【００８２】
一方、機関が停止した後にバルブタイミング可変機構３０内部から流出する作動油の量は、同作動油の粘度と相関がある。そして、作動油の粘度は、作動油の油温が低いときには高いときに比べて、高粘度となる。
【００８３】
そこで、本実施形態では、燃料噴射開始時期が、作動油温Ｔ２が低いときには、高いときに比べて遅くなるように制御される。
さらに、本実施形態では、ステップＳ２４０において、電子制御装置７１は、前回機関停止のさいに電子制御装置７１に格納された、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相を読み込む。つづいて、ステップＳ２５０において、電子制御装置７１は、同位相に基づいて、ステップＳ２３０で算出されたディレイ時間を補正する補正値ｄ１を求める。具体的には、電子制御装置７１は、ステップＳ２４０において読み込んだ、機関の前回運転中、特に最後に検出されたバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相と、図９に示されたディレイ時間補正グラフとから、燃料噴射開始時期ディレイ時間Ｄ２の補正値ｄ１を算出する。そして、ステップＳ２６０において、電子制御装置７１は、同ディレイ時間Ｄ２と同補正値ｄ１とを積算し、燃料噴射開始時期ディレイ時間Ｄ３を求める。
【００８４】
このように燃料噴射開始時期ディレイ時間Ｄ２が補正されるのは、以下の理由による。すなわち、始動中にバルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相まで位相変更されるのに要する時間は、始動中における同機構３０の相対回転位相と中間ロック位相との距離によって変化するためである。
【００８５】
最後に、電子制御装置７１は、ステップＳ２７０にて、燃料噴射開始時期をディレイ時間Ｄ３だけ遅延させる。したがって、機関は始動性が確保されつつできるだけ早期に始動が完了するように制御される。
【００８６】
以上説明したように、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下の利点を得ることができる。
（６）始動中におけるバルブタイミング可変機構３０の内部には、前回機関運転中に同機構３０を動作していた作動油が存在し、この作動油は、始動中に同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相に位相変更されるときの抵抗となる。この抵抗は、作動油の量が多いほど大きくなる。そして、前回機関停止後にバルブタイミング可変機構３０から流出する作動油の量は、作動油の粘度が高いときには、低いときに比べて少なくなる。また、作動油の粘度は一般的に作動油の油温と相関を有する。そこで、前回運転中の作動油の油温に応じて燃料噴射開始時期を遅らせることによって、機関の始動性を確保することができる。
【００８７】
（７）燃料噴射開始時期は、前回運転中の作動油温が低いときには、同作動油温が高いときに比べて、遅らせるようにしている。作動油は、油温が低いときには、高いときに比べて、一般的に粘度が低い。そのため、前回運転中の作動油温が低ければ、高い場合に比べて、停止後のバルブタイミング可変機構３０からの作動油の流出量は少なくなる。その結果、次回始動中の位相変更部による位相変更に時間を要する。そのため、上記制御により、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関を始動することができる。
【００８８】
（８）前回機関運転中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相から近いときには、遠いときに比べて、燃料噴射開始時期のディレイ時間が短くなるようにしている。これにより、早期に機関の始動を完了することができるようになる。
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について、先に説明した第１実施形態及び第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８９】
第１及び第２実施形態では、燃料噴射開始時期を、始動中または前回機関運転中の作動油温に応じて遅らせるように構成されていた。本実施形態では、燃料噴射開始時期を、機関の始動中の冷却水温度ＴＨＷに応じて遅らせるようにしている。
【００９０】
具体的には、図１０に示すように、電子制御装置７１は、ステップＳ３２０において、冷却水温度ＴＨＷ１を検出した後、ステップＳ３３０において、ディレイ時間Ｄ４を決定する。
【００９１】
図１１には、機関始動中の冷却水温度と燃料噴射開始時期のディレイ時間Ｄ４との関係が示されている。図１１に示されるように、冷却水温度ＴＨＷが低いときには、高いときに比べて、ディレイ時間Ｄ４が長くなるように、ディレイ時間Ｄ４は決定される。これは、冷却水温度ＴＨＷが低いときには、現在の作動油温も低いと考えられ、したがって、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相の変更に対する作動油の抵抗が大きいと予測されるためである。
【００９２】
そして、電子制御装置７１は、ステップＳ３４０では、上記ディレイ時間Ｄ４に基づいて、燃料噴射開始時期のディレイ制御を行う。
以上説明したように、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、以下の利点を得ることができる。
【００９３】
（９）冷却水温度ＴＨＷは、作動油温と相関がある。そして、作動油温に応じて、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相変更に要する時間は変化する。そこで、冷却水温度ＴＨＷに応じて燃料噴射開始時期を遅らせるようにインジェクタ１７を制御することによって、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関を始動することができる。
【００９４】
（１０）冷却水温度ＴＨＷが低いときには、高いときに比べて、作動油温も高いと考えられる。そして、作動油温が低いときには、高いときに比べて、作動油の粘度が高いと考えられる。そこで、冷却水温度ＴＨＷが低いときには、高いときに比べて、燃料噴射開始時期を遅らせるようにインジェクタ１７を制御することによって、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に燃料噴射を開始して機関を始動することができる。
【００９５】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
上記各実施形態では、機関の始動中に、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でないときに、燃料噴射開始時期を遅らせるようにしていた。しかし、機関の始動中に、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相であるか否かが分からない場合には、機関の始動中における同位相にかかわらず、燃料噴射開始時期を遅らせるようにしてもよい。例えば、機関が始動されてクランキングが開始されたとき、即座に燃料噴射を開始せずに、所定時間が経過してから開始するようにしてもよい。なお、同所定時間を、油温は冷却水温、前回機関運転中のバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相といったパラメータに基づいて変更するようにしてもよい。このような場合も、本願の課題を解決することができる。
【００９６】
上記各実施形態では、燃料噴射開始時期を、現在又は前回機関運転中の作動油温や、冷却水温度ＴＨＷに応じて変更するようにしていた。しかし、油温の検出又は推定が困難であるような場合には、作動油温と無関係に、燃料噴射開始時期を遅らせるようにしてもよい。この場合も、上記（１）及び（２）の利点を得ることができる。
【００９７】
上記第１及び第２実施形態では、作動油温が低いときには、高いときに比べて燃料噴射開始時期を遅らせるようにしていた。しかし、油温が低いときに、高いときに比べて位相変更に要する時間が長時間とはならないような場合は、上記のように遅らせなくともよい。この場合も、位相変更に要する時間を推定するパラメータの一つとして油温を用いることによって、上記（１）〜（３）及び（５）〜（６）及び（８）の利点が得られる。
【００９８】
上記第３実施形態では、冷却水温度ＴＨＷが低いときには、高いときに比べて燃料噴射開始時期を遅らせるようにしていた。しかし、冷却水温度ＴＨＷが低いときに、高いときに比べて位相変更に要する時間が長時間とはならないような場合は、上記のように遅らせなくともよい。この場合も、位相変更に要する時間を推定するパラメータの一つとして冷却水温度ＴＨＷを用いることによって、上記（１）〜（２）及び（９）の効果が得られる。
【００９９】
上記第１及び第２実施形態では、機関の作動油温を、これに相関するパラメータに基づいて推定するようにしていたが、油温センサ等の直接作動油温を検出する装置を設けてもよい。
【０１００】
上記第１実施形態では、機関の始動中における作動油温から、燃料噴射開始時期のディレイ時間を算出するようにしていたが、これに加え、前回機関運転中における作動油温又はバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相を考慮するようにしても良い。例えば、前回機関運転中における作動油温を併せて考慮する場合、ディレイ時間の算出は、図１２に示されるようなマップに基づいて行われる。このような算出により、機関の始動性を確保しつつ、できるだけ早期に機関の始動を完了することが可能となる。
【０１０１】
上記第２実施形態では、機関の前回運転中における作動油温と、現在のバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相とから、燃料噴射開始時期を遅らせるようにしていた。しかし、現在のバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が推定できないような場合は、機関の前回停止のさいにおける作動油温のみから燃料噴射開始時期のディレイ時間を求めるようにしても良い。
【０１０２】
上記各実施形態では、機関の前回運転中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でない場合、今回始動中における同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でないと判定するようにしていた。しかし、前回機関運転中における同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でなくとも、今回の機関の始動中までに、相対回転位相が中間ロック位相に変更されている可能性が高いような場合がある。例えば、前回機関停止完了後の作動油の流出に伴って、相対回転位相が自立的に中間ロック位相まで位相変更する場合である。そこで、前回運転中における同機構３０の相対回転位相が上記のような位相であるときは、今回の機関の始動中に、同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相であるとみなすようにしてもよい。
【０１０３】
上記各実施形態では、機関の前回運転中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でない場合、今回始動中における同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相でないと判定するようにしていた。しかし、機関の前回運転中におけるバルブタイミング可変機構３０の相対回転位相を記憶することが困難である場合、機関の前回運転中に、同機構３０の相対回転位相が中間ロック位相に係止されていたか否かのみを記憶するようにしても良い。
【０１０４】
なお、中間ロック位相に係止されているか否かの判断は、例えば次のようにしておこなわれる。すなわち、中間ロック要求が出力されたとき、ロックピン４２が突出されるように作動油が制御される。そしてこのとき、バルブタイミング可変機構３０の目標相対回転位相が、現在位相から見て、中間ロック位相よりも遠い位相となるように設定される。その結果、相対回転位相の変更が開始されて一定時間経過後の位相が中間ロック位相であれば、バルブタイミング可変機構３０は中間ロック位相にて係止されていると判断される。一方、相対回転位相が目標相対回転位相であれば、ロックピン４２はロック穴４１に係合されずに、ベーンロータ３５は中間ロック位相をすり抜けたということであり、したがって、バルブタイミング可変機構３０は中間ロック位相に係止されていないと判断される。
【０１０５】
そして、上記判断によって中間ロック位相が係止されていると判断された場合は、中間ロックフラグ１が電子制御装置７１に格納され、そうでない場合は中間ロックフラグ０が電子制御装置７１に格納される。電子制御装置７１には、機関の停止後も同フラグが記憶される。
【０１０６】
その後、機関の始動中に同フラグを読み込むことにより、機関の前回運転中にバルブタイミング可変機構３０が中間ロック位相に固定されていたか否かが判定される。そして、相対回転位相が中間ロック位相に固定されていなければ、同機構３０の相対回転位相は中間ロック位相でない可能性があることから、インジェクタ１７は、燃料噴射開始時期が遅れるように制御されるようにしてもよい。
【０１０７】
上記第１及び第２実施形態では、バルブタイミング可変機構３０の相対回転位相が中間ロック位相に変更されるまでの時間を油温等から推定し、少なくとも同時間分、燃料噴射開始時期をディレイさせるようにしていた。しかし、同相対回転位相が中間ロック位相に変更されても、ロックピン４２がロック穴４１に挿入されておらず、同機構３０が固定されていない場合に燃料が噴射され燃焼が開始されると、同機構３０が激しくバタつき、同機構３０が損傷するといった虞がある。そこで、ロックピン４２がロック穴４１に挿入されるまでの時間を推定し、少なくとも同時間の分、燃料噴射開始時期をディレイさせるようにしてもよい。
【０１０８】
上記各実施形態において、中間ロック機構はＯＣＶによって制御されるようにしていたが、オイルスイッチングバルブ等、別途設けられた油圧制御機構によって制御されるようにしてもよい。
【０１０９】
上記各実施形態において、バルブタイミング可変機構３０の一部は吸気カムシャフト２２に連結されるようにしていたが、排気カムシャフト２４に連結されるようにしてもよい。また、吸気カムシャフト２２に連結されるバルブタイミング可変機構と、排気カムシャフト２４に連結されるバルブタイミング可変機構とをそれぞれ設けてもよい。
【０１１０】
上記各実施形態において、クランクシャフト１６とハウジングロータ３１とが同期して回転するように連結され、吸気カムシャフト２２とベーンロータ３５とが同期して回転するように連結されていたが、これら連結の組み合わせはこれに限られない。また、上記はバルブタイミング機構の一例として挙げたものであり、その他の機構によりバルブタイミングを可変とする構成を除外するものではないことは当然である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…内燃機関、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…オイルパン、１３…シリンダヘッド、１４…燃焼室、１５…ピストン、１６…クランクシャフト、１７…インジェクタ、１８…点火プラグ、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング可変機構、３１…ハウジングロータ、３１Ａ…区画壁、３２…ハウジング本体、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ、３６…ベーン、３７…ベーン収容室、３８…進角室、３９…遅角室、４０…ロックピン収容室、４１…ロック穴、４２…ロックピン、４３…ラチェット溝、４４…付勢ばね、４５…ボルト、５０…油圧機構、５１…オイルポンプ、５２…作動油制御弁、６０…油路、６１…吸込油路、６２…供給油路、６３…排出油路、６４…進角油路、６５…遅角油路、６６…ピン油路、７１…電子制御装置、７２…クランクポジションセンサ、７３…カムポジションセンサ、７４…吸気温センサ、７５…冷却水温センサ、７６…外気温センサ。
【図１】
2011052028.tif 000003
【図２】
2011052028.tif 000004
【図３】
2011052028.tif 000005
【図４】
2011052028.tif 000006
【図５】
2011052028.tif 000007
【図６】
2011052028.tif 000008
【図７】
2011052028.tif 000009
【図８】
2011052028.tif 000010
【図９】
2011052028.tif 000011
【図１０】
2011052028.tif 000012
【図１１】
2011052028.tif 000013
【図１２】
2011052028.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月14日(2010.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く位相であって、前記相対回転位相が該位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であるような中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
前記相対回転位相を検出する相対回転位相検出部であって、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含み、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する前記相対回転位相検出部と、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する位相変更部と、を含み、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記相対回転位相が前記中間ロック位相である状態で前記内燃機関の始動が開始される場合と比べて前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせるように、前記始動開始から前記燃料噴射開始までのディレイ時間を設定する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動開始時に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項８】
前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される請求項４〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記ディレイ時間を設定する請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１、３及び９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１及び３〜１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く位相であって、前記相対回転位相が該位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であるような中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
前記相対回転位相を検出する相対回転位相検出部であって、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含み、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する前記相対回転位相検出部と、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する位相変更部と、を含み、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記相対回転位相が前記中間ロック位相である状態で前記内燃機関の始動が開始される場合と比べて前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせるように、前記始動開始から前記燃料噴射開始までのディレイ時間を設定する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動開始時に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する請求項１に記
載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項７】
前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される請求項３〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１、２及び８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
を含み、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記相対回転位相が前記中間ロック位相である状態で前記内燃機関の始動が開始される場合と比べて前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせるように、前記始動開始から前記燃料噴射開始までのディレイ時間を設定する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動開始時に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項７】
前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される請求項３〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１、２及び８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転中における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記相対回転位相が前記中間ロック位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であり、
バルブタイミング可変装置は、
前記相対回転位相を検出する相対回転位相検出部であって、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含み、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する前記相対回転位相検出部と、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する位相変更部と、を更に含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
を含み、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更するとともに、前記相対回転位相が中間ロック位相でない状態から中間ロック位相となるまでに要する時間を機関運転状態から推測し、始動が開始されてから前記時間が経過した後に前記燃料噴射装置により燃料を噴射する内燃機関の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月26日(2011.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
クランクシャフトと、
前記内燃機関の機関バルブを開閉動作させるカムシャフトと、
前記機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変装置と、を備え、該バルブタイミング可変装置は、
前記クランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、前記カムシャフトに駆動連結された第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を油圧制御にて変更することにより前記バルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記相対回転位相の変更可能範囲の間でかつ該変更可能範囲の両端を除く中間ロック位相に、前記相対回転位相を固定する中間ロック機構と、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更する位相変更部と、
を含み、
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記相対回転位相が前記中間ロック位相である状態で前記内燃機関の始動が開始される場合と比べて前記燃料噴射装置の燃料噴射開始時期を遅らせるように、前記始動開始から前記燃料噴射開始までのディレイ時間を設定する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の前回運転の停止時における前記相対回転位相に基づき、前記内燃機関の今回の始動開始時に前記相対回転位相が前記中間ロック位相にないことを判定する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動中における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転の停止時における前記バルブタイミング可変装置の作動油温に応じて、前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転の停止時における前記バルブタイミング可変装置の作動油温が低いときには、該作動油温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項７】
前記作動油温は、該作動油温に相関するパラメータに基づいて推定される請求項３〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温に応じて前記ディレイ時間を設定する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水温が低いときには、前記冷却水温が高いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１、２及び８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の前回運転の停止時における前記相対回転位相が前記中間ロック位相から遠いときには、前記相対回転位相が前記中間ロック位相から近いときに比べて、前記ディレイ時間を長くする請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記相対回転位相が前記中間ロック位相にあるときには前記内燃機関の始動が可能であり、
バルブタイミング可変装置は、
前記相対回転位相を検出する相対回転位相検出部であって、前記カムシャフトの回転速度が所定値以上のときに該カムシャフトの回転角を検出することのできるカム角センサと、前記クランクシャフトの回転速度が所定値以上のときに該クランクシャフトの回転角を検出することのできるクランク角センサとを含み、前記カム角センサ及び前記クランク角センサによってそれぞれ検出される、前記カムシャフトの回転角と前記クランクシャフトの回転角とから前記相対回転位相を算出する前記相対回転位相検出部と、を更に含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記相対回転位相が前記中間ロック位相ではない状態で前記内燃機関の始動が開始される場合には、前記内燃機関の始動中に前記相対回転位相を前記中間ロック位相に変更するとともに、前記相対回転位相が中間ロック位相でない状態から中間ロック位相となるまでに要する時間を機関運転状態から推測し、始動が開始されてから前記時間が経過した後に前記燃料噴射装置により燃料を噴射する請求項１に記載の制御装置。
【国際調査報告】
2011052028.tif 000015
2011052028.tif 000016
2011052028.tif 000017
2011052028.tif 000018